ولادة النجوم وعجائب النجم النيوتروني

عبدالباري محمد ضياء الدين20 مايو، 2024

3 دقائق

النجوم هي أكثر الأجسام الفلكية شهرة وتمثل اللَّبِنَات الأساسية للمجرات. إذ أن تاريخ وديناميكيات وتطور أي مجرة يتأثر بعمر وتوزيع وحتى تكوين النجوم في المجرة. علاوة على ذلك، فالنجوم مسؤولة عن تكوين العناصر الثقيلة مثل الكربون والنيتروجين والأكسجين، وترتبط خصائصها ارتباطًا وثيقًا بخصائص أنظمة الكواكب التي قد تتحد حولها. وبالتالي، فإن دراسة وِلادة النجوم وحياتها وموتها حتماً هي أمر أساسي في مجال علم الفلك

ولادة النجوم :

غالبيه النجوم تولد في السُدم (وهي مجموعه من الغازات والغبار) ، تبدأ عندما ينكمش السديم ومن ثم ينقسم الى كتل أصغر، ومع استمرار هذه العملية تبدأ المادة الموجودة في الكتلة تسخن بشكل لا يصدق، حتى تصل الحرارة إلى 10 ملايين درجة مئوية ومن ثم تبدأ التفاعلات النووية ويتكون النجم.

وثمة أنواع مختلفة للنجوم مثل النجم العملاقة هذه العمالقة تعد من أكبر النجوم على الإطلاق، حيث يبلغ قطرها مئات ملايين الأميال وتأتي في درجات حرارة مختلفة، بالإضافة إلى أن أكثر النجوم العملاقة سطوعاً تبعث طاقة أكبر بمليون مره من الشمس.

ما هو النجم النيوتروني :

هي فئة من النجوم المضغوطة شديدة الكثافة ، يُعتقد أنها تتكون أساسًا من النيوترونات . يبلغ قطر النجوم النيوترونية عادةً حوالي 20 كيلومترًا (12 ميلًا). وتقدر كتلة النجم النيوتروني ضعفين كتلة الشمس وتقدر كتلة الشمس ضعف كتلة الأرض 330,000 مرة ، و ملعقة صغيرة واحدة من النجم النيوتروني تبلغ كتلتها حوالي تريليون كيلوغرام .

متوسط كثافتها مرتفع للغاية؛ إذ يبلغ حوالي 10 ¹⁴ ضعف كثافة الماء. وهذا يقارب ويدور النجم النيوتروني حول نفسه في الثانية الواحدة 800 دورة وبسبب دورانه السريع ينتج موجات كهرومغناطيسية و قامو العلماء بتحويل الموجات الكهرومغناطيسية الي موجات صوتية. ، وفي بعض النواحي يمكن تصور النجم النيوتروني كنواة عملاقة. من غير المعروف بشكل قاطع ما يوجد في مركز النجم .

تعد النجوم النيوترونية واحدة من أكثر الأجسام تطرفًا وغرابة في الكون المعروف. فالنجم النيوتروني هو أكثر الأجسام النجمية كثافة، وهو عبارة عن بقايا نوى نجم ضخم وصل إلى نهاية حياته فالنجوم الضخمة في الكون تصل في نهاية حياتها إلى إما أن تصبح نجومًا نيوترونيه أو النهاية الأخرى هي أن تصبح ثقوبًا سوداء وتم اكتشاف اول دليل على وجود النجوم النيوترونية (النجوم النابضة) في عام1967و النجوم النابضة هي نجوم نيوترونيه تنبعث منها نبضات من الإشعاع مرة واحدة في كل دورة. عادة ما يكون الإشعاع المنبعث عبارة عن موجات راديو، ولكن من المعروف أيضًا أن النجوم النابضة تنبعث في أطوال موجية بصرية وأشعة سينية وأشعة جاما.

لماذا سميت النجوم النيوترونية بهذا الاسم؟

سميت بهذا الاسم بسبب اندماج الإلكترونات والبروتونات وتكوين النيوترونات بسبب الضغط الكبير الناتج من انهيار النجم الضخم .

تشكيل النجم النيوتروني :

عندما ينفد الهيدروجين من النجوم لتندمج لتشكل الهيليوم، فإنها تصل إلى نهاية التسلسل الرئيسي لحياتها المتمثلة في حرق الوقود النووي. تتوقف الطاقة الخارجية وتنتصر الجاذبية، مما يتسبب في انهيار قلب النجم على نفسه وبينما يحدث هذا يستمر الاندماج النووي في الغلاف الخارجي للنجم، مما يتسبب في “انتفاخ” هذه الطبقات الخارجية وتبرد هذه الطبقات الخارجية المتساقطة حول النواة التي لا تزال تنهار وستبدأ جولة جديدة من الاندماج النووي مما يؤدي الي تحويل الهيليوم الي عناصر أثقل مثل الكربون وهكذا يتشكل النجم النيوتروني.

أنواع النجوم النيوترونية :

النجوم النابضة :

النجوم النابضة هي نجوم نيوترونية دوارة يُلاحظ أنها تحتوي على نبضات من الإشعاع على فترات منتظمة جدًا تتراوح عادةً من ميلي ثانية إلى ثوانٍ. تتمتع النجوم النابضة بمجالات مغناطيسية قوية جدًا تعمل على توجيه نفاثات من الجسيمات على طول القطبين المغناطيسيين. ويوجد حوالي الفين نجم نابض في مجرة درب التبانة تُسمى النجوم النابضة بهذا الاسم؛ لأنّ النجوم النيوترونية عند انهيارها تبدأ في الدوران بسرعة هائلة، ولأنّ مجالها المغناطيسي فهذا يخلق حزمة من موجات الراديو الذي يكون نبضات و لذلك فإن العديد من العلماء يشبهون النجوم النابضة بالمنارة أثناء الليل، والتي تطلق شعاعًا من الضوء يندفع عبر السماء، وعلى الرغم من أن الضوء يُضيء باستمرار، إلا أن المُراقب لا يرى الشعاع إلا عندما يشير مباشرةً باتجاهه، وهذا ينطبق تمامًا على النجوم النابضة.

النجوم المغناطيسية :

في النجم النيوتروني ، يبلغ المجال المغناطيسي تريليونات المرات من المجال المغناطيسي للأرض؛ ومع ذلك، في النجم المغناطيسي، يكون المجال المغناطيسي أقوى 1000 مرة أخرى والذي يكون أكبر بتريليونات المرات من المجال المغناطيسي للأرض. في النجم المغناطيسي، بمجاله المغناطيسي الضخم، تؤدي الحركات في القشرة إلى إطلاق النجم النيوتروني لكمية هائلة من الطاقة على شكل إشعاع كهرومغناطيسي.

ماذا يحدث عندما يصطدم نجمان نيوترونيان ؟

عندما تدور هذه النجوم النيوترونية الثنائية حول بعضها البعض فإنها تخلق تموجات في الزمكان تسمى موجات الجاذبية. تمامًا مثلما تمنح المادة التي تسقط على سطح النجم النيوتروني الزخم الزاوي، فعندما تموج موجات الجاذبية بعيدًا عن النجوم النيوترونية الثنائية فإنها تحمل الزخم الزاوي خارج النظام.

يؤدي فقدان الزخم الزاوي إلى اقتراب النجوم النيوترونية من بعضها البعض، وعندما يحدث هذا فإنها تشع موجات الجاذبية بقوة أكبر، مما يزيد من معدل فقدان الزخم الزاوي. وفي النهاية، يتسبب هذا في اصطدام النجوم النيوترونية واندماجها لتكوين نجم نيوتروني أكبر. هذا الحدث العنيف، وهو انفجار يعرف باسم كيلونوفا.